[发明专利]一种可拉伸自愈合导电聚合物水凝胶、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种导电聚合物水凝胶，其特征在于，包括可拉伸自愈合水凝胶骨架和导电聚合物填料；所述可拉伸自愈合水凝胶骨架由丙烯酸单体通过交联剂、助剂和引发剂作用，共同聚合形成双重交联网络；所述导电聚合物填料为PEDOT:PSS，所述导电聚合物填充在所述双重交联网络中。

2.根据权利要求1所述的一种导电聚合物水凝胶，其特征在于,所述交联剂为3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐(DMAPS)、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N-亚甲基双丙烯酰胺或二氨基二苯基甲烷中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种导电聚合物水凝胶，其特征在于,所述助剂为三氯化铁、氯化钙或氯化钠中的一种或多种金属离子盐。

4.根据权利要求1所述的一种导电聚合物水凝胶，其特征在于,所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或叔丁基过氧化氢中的一种或多种。

5.一种如权利要求1所述的导电聚合物水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在PEDOT:PSS溶液中加入电导率增强剂，室温下搅拌，得到PEDOT:PSS溶液；

(2)在丙烯酸单体溶液中依次加入去离子水、交联剂、助剂和引发剂，室温下搅拌，得到丙烯酸单体混合溶液；

(3)将所述PEDOT:PSS溶液和丙烯酸单体混合溶液混合均匀，注入模具中，经过聚合反应后得到可拉伸自愈合的导电聚合物水凝胶；所述丙烯酸单体混合溶液与PEDOT:PSS溶液的质量比为20％-50％。

6.根据权利要求5所述的一种导电聚合物水凝胶的制备方法，其特征在于,所述电导率增强剂为二甲基亚砜、曲拉通、乙二醇、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、十二烷基磺酸钠或聚乙二醇中的一种或多种，其中导电率增强剂与PEDOT:PSS的质量比为1％-15％。

7.根据权利要求5所述的一种导电聚合物水凝胶的制备方法，其特征在于,所述丙烯酸单体在混合溶液中的浓度为1mg mL^-1-2mg mL^-1。

8.根据权利要求5所述的一种导电聚合物水凝胶的制备方法，其特征在于,所述交联剂为3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐(DMAPS)、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N-亚甲基双丙烯酰胺或二氨基二苯基甲烷中的一种或多种；所述交联剂与丙烯酸单体的质量比为25％-100％。

9.一种如权利要求1所述的一种导电聚合物水凝胶的应用，其特征在于，该导电聚合物水凝胶作为电极材料应用于制备柔性超级电容器；所述柔性超级电容器包括两个电极与位于两个电极中间的水凝胶电解质，所述电极为由如权利要求1所述的可拉伸自愈合导电聚合物水凝胶电极；所述水凝胶电解质是由在水溶性单体中加入引发剂、交联剂、助剂混合均匀，通过自由基引发聚合后浸泡电解质溶液得到。

10.根据权利要求9所述的一种柔性超级电容器，其特征在于，所述水凝胶电解质为按照权利要求8-9任意一项所述的制备方法制得。